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摘要MES制造执行系统针对离散性和流程型制造生产模式，提供相应的解决方案。MES的宗旨是为用户解决实际问题、提高生产。 ...
MES制造执行系统针对离散性和流程型制造生产模式，提供相应的解决方案。MES的宗旨是为用户解决实际问题、提高生产。
随着市场经济的成熟和发展，对制造企业来说，客户需求越来越即时化和多样化，订单也日趋小批量和快周期。同时，21世纪的制造企业面临着日益激烈的国际竟争，加上市场细分带来的消费者需求的个性化发展，要想赢得市场、赢得客户就必须优化生产制造过程，缩短产品生产周期，严格控制生产过程，提高产品质量。许多企业通过实施MRPII/ERP来加强管理。然而，这些顶层的宏观管理系统无法监控具体的生产流程，在对制造业企业来说是最为重要的生产管理环节出现管理空白。因此为了提高企业的竟争力，随着精益生产理论的推进，企业还需要一套高度精细化和智能化的制造执行系(MES)来控制整个生产过程，以使企业向生产制造柔性化和管理精细化方向发展，提高市场的实时性和灵活性，降低不良品率，改善生产线的运行效率，降低生产成本。
生产执行系统(MES)是企业信息化集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段，生产执行系统(MES)是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。生产执行系统MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业( 家电、汽车、半导体、通讯、IT、医药)，能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。目前国外知名企业应用MES系统已经成为普遍现象，国内许多企业也逐渐开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。
应用特点
1、适用多样性生产流程 ，支持多条生产线，提高管理效率，能将各批次的作业有效的在多条生产线上进行排产，提高了管理效率;
2、建立完善的数据库，提供强大的查询功能，信息更完整和更具深度，生产执行系统可随时随地搜集生产线上的所有信息，包括生产线上物料与人员产能、维修等;
3、流水线操作防呆预防错误功能，预先防止部件装配错误和产品生产流程错误， 并及时提醒指导操作人员进行改正;
4、线上信息实时正确整合，以利最佳的决策，管理者可随时获得生产线上的实时信息,多样化的报表与图表整合分析，如柏拉图、P-Chart柱形图等，提供管理者在做不同的决策时的有力依据;此外，报表与Word、Excel等办公软件相结合，使图表的形式更多样化。
5、模块客制化的设计，充分符合企业需求，各模块可专司其功能，又具有整合性，真正达到企业信息 流通的目的;模块内功能的复杂或简易程度，完全视企业的本身需求而定;
6、实时监控生产线，系统可查询多种维修流程中的情况，实时查询不良原因的代码，使决策者或管理者能够清楚的知道产品缺陷的数量及原因，将这些不良原因作一统计及分析，进一步督促相关作业人员，加强品质管制，如此提高生产效率及品质，为公司创造更高的价值;
7、维修数据的整合分析统计、便于知识管理，系统可以针对不同机种，不同的维修项目做前十项的排行，让维修人员可以有维修依据，且将个人的经验值凭借系统显示建立一个有系统的维修知识库，提供维修人员维修产品时的有利依据与参考，节省重复的思维过程，适当运用经验法则，做最经济的资源支出;
8、提供看板可视化管理，看板显示当前工作站的工作目标、完成情况、不良率、差异等信息，也可以显示设定信息，如欢迎词、标语等，管理者能够及时了解现场的生产、质量情况，实现图视生产和管理;
9、系统架构采用Client/Sever架构，将企业生产流程设定存储，当程序需要更改时，只需在服务器端进行修改，而客户端在使用程序时一般不要进行修改，减少系统维护工作;
依据MES国际组织统计，企业导入制造执行系统(MES)后：
l 制造周期时间减少了百分之四十五
l 数据填写时间节省或免去了百分之四十五
l 在制品量减少百分之十七
l 延滞时间减少约百分之三十二等
同时MES还可以实现质量追溯、员工绩效管理、供应商评估等
功能。
1、主要功能：
l 生产计划、作业排产和调度。
l 生产过程控制。
l 在制品管理(WIP)。
l 便捷的二次开发。
l 质量管理：原料、成品、在制品质量管理。
l 采用中间件技术，实现同SAP等主流ERP系统接口。
l 支持多种自动识别数据采集终端和设备数据自动采集，机床程序。
l 资源管理：设备、工具、人员、技术管理。
1、系统模块分布
1、系统模块：
l 生产计划与排产管理
生产计划与排产管理模块是宏观计划管理与微观排产优化管理之间的衔接模块，通过有效的计划编制和生产详细调度，在保证客户商品按时交付的基础上，使生产能力发挥到最大水平。对于按订单生产的企业，随着客户订单的小型化、多样化和随即化，该模块成为适应订单、节约产能和成本的有效方式。
l 工艺路线管理
对于无ERP或ERP未提供详细的工艺路线管理的企业，可使用本系统中的工艺路线管理模块，实现工艺路线、BOM的全面灵活管理;对ERP提供详细工艺路线管理的，可直接将工艺路线、BOM等数据导入本系统中使用。
l 生产过程控制管理
该模块根据生产工艺控制生产过程，对前道机械加工过程，系统能防止工件的加工顺序、加工参数错误，可与数控机床NC管理程序连接，根据工艺路线直接控制机床加工程序的选择;系统可与CAD、CAM、CAPP、PDM等进行集成应用。
对后道组装生产模式，系统可防止零配件的错装、漏装、多装等异常;
对批量生产模式，可通过连接设备控制系统实现自动投料控制，实时统计车间采集数据，监控在制品、成品和物料的生产状态和质量状态;
系统支持订单取消、产品改制、加装等生产计划的临时调整。
同时，可利用条码自动识别技术实现员工的生产状态监督。
l 数据采集
主要采集两种类型的数据，一种是基于自动识别技术(BarCode、RFID)的数据采集，主要应用于离散行业的装配数据采集，另一类是基于设备的仪表数据采集，主要应用于数控机床、自动控制设备和流体型生产中的物料信息采集。
l 质量管理
质量管理模块基于TQM全面质量管理的思想，对从供应商、原料到售后服务的整个产品的生产和生命周期进行质量记录和分析，并在生产过程控制的基础上对生产过程中的质量问题进行严格控制。能有效地防止不良品的流动，降低不良品率。
质量控制的设计原则是把不良在制品控制在第一时间，对不能继续加工的不良在制品，系统禁止其向后续的工序推进。并根据既定规则选择调用作业调度模块中返工处理或其他异常处理程序。
l 系统集成
MES制造执行系统作为企业整体信息化中的一个重要组成部分，设计了与其他相关信息化系统集成的接口，如ERP、MRP、CRM等，与SAP、ORACLE、四班、金蝶K/3、用友NC等主流ERP系统有成功的集成经验。
l 物料追踪
物料追踪功能可根据批次物料的质量缺陷，追踪到所有使用了该批次物料的成品，也支持从成品到原料的逆向追踪，以适应某些行业的招回制度，协助制造商把损失最小化、更好地为客户服务。
系统可追踪到某个单品使用的原料和加工过程中的每环节，极其相关的操作人员、设备和工艺等详细历史。
l 资源管理
技术、员工和设备是制造企业的三大重要资源，MES把三者有机地整合到制造执行系统中，实现全面的制造资源管理。
对机械等设备成本较高的企业，应使用本系统中的设备管理模块对设备进行有效管理，该模块包含完整的EMA功能，支持设备的定期、不定期维护，与调度模块匹配，并实现能耗的统一管理，协助企业内部核算成本。
员工管理包含员工基本信息管理、员工考勤管理、员工绩效管理和员工薪酬管理等内容，与本系统中其他相关模块紧密结合。
l 仓库管理接口
工厂的生产与仓库密不可分，与仓库的接口融合程度直接决定了工厂内部流的通畅。
工厂仓库管理系统是公司的另一个主营产品，在工厂内、外部仓库管理上有丰富经验，同时也为MES与仓储管理的接口提供了有力的保障。
本系统仓库管理接口包含原料、在制品和成品等。
原料和在制品的出库接口与生产计划，生产实际消耗实时联系，支持JIT和LEAN两种领、送料模式。
成品入库管理接口同样与生产实际和仓库紧密结合，对包装、发运可进行统一管理。
l 统计过程控制
该模块帮助企业稳定生产过程和评估过程能力。通过监测过程的稳定程度和发展趋势，及时发现不良或变异，以便及时解决问题;通过过程能力指数评估，明确过程中工作质量和产品质量达到的水平。
* 柏拉图
* 直方图
* Xbar-R Chart——平均值-极值控制
* Xbar-S Chart——平均值-标准差控制图
* X-Rm Chart——个别值-移动极值控制图
* P Chart——不良率控制图
* Pn Chart——不良数控制图
* C Chart——缺陷控制图
企业可以根据产品特性和检验方式来选择使用其中的部分功能。
l 统计分析
众多的经过合理设计和优化的报表，为管理者提供迅捷的统计分析和决策支持，实时把握生产中的每个环节。
该模块提供B/S版本，管理者无论身处何地，都可以通过互联网及时了解生产动态。
2、与ERP等系统的接口模式
作为联接制造业信息化上、下层的中间系统，MES和WMS与ERP、CRM、SRM、DCS、SCADA等有着密不可分的联系，接口技术是WES等现场管理系统实施成功的保障之一。
MES与上层计划管理系统(ERP等)的常规接口方案是采取中间文件数据交换的方式进行，对每个需要数据交换的逻辑表，都建立相应的中间文件，两系统分别对其进行读、写操作，以此实现安全准确的数据交互。
优点：
1. 数据通过中间文件进行交互，MES和ERP分别进行数据格式及内容的正确性验证，验证通过的，才进行实际的数据交互操作，保证了多系统间的数据安全，避免误操作带来的损失。
2. 中间文件格式可为TXT、EXCEL等，使用方便。
3. 使用存储过程操作数据，速度快。
4. 精心设计的接口逻辑表项，保证数据交互过程的最优化。
接口定义：
接口包括软接口和硬接口两部分。
软接口(逻辑接口)：根据交互的逻辑内容，设计合理的中间文件逻辑顶，以及单次交互的最佳逻辑组。
硬接口(中间文件)：指用于数据交互的载体，可以为TXT、EXCEL、XML等格式，根据实际项目选择。也可采取数据库直接连接的方式进秆，但出于多系统数据安全考虑，一般不采取直接连接的方式。
ERP与MES接口逻辑示例图：
ERP与MES的数据交互主要有以下内容：
1. 基本信息数据共享：ERP中的已经建立和维护的部门、物料、客户等基本信息，可直接交付MES使用，MES中无须重复建立和维护：
2. 生产计划信息：ERP中的生产计划、物料清单、生产工艺、装配单等生产制造相关信息;
3. 其他顶层信息：采购订单信息、销售订单信息、物料价格等信息;
4. 生产过程实际信息：MES向ERP反馈实际的生产完成信息，包括完成量、质检信息、包装下线、员工工时效率等现场实际信息;
5. 其他需要交互的信息
(本文不涉密)
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